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1、2013届新课标高考物理总复习学案第六单元 电场第2节 电场能的性质回扣一电势能1. 如图621所示，在电场强度为E的匀强电场中有相距为l的A、B两点，连线AB与电场的夹角为，将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点，若沿直线AB移动该电荷，电场力做的功W1_；若沿路径ACB移动该电荷，电场力做的功W2_；若沿曲线ADB移动该电荷，电场力做的功W3_。由此可知，电荷在电场中移动时，电场力做功的特点是_。图621解析：本题考查了电场力做功的特点，故可由做功的公式直接求解。由功的定义WFscos可得，电场力所做的功等于电场力与电场力方向的分位移scos的乘积。因为无论沿哪个路径移动，电场力的方向总是水
2、平向左，电场力方向的分位移都是scos，所以电场力做的功都是qElcos，即电场力做功的特点是与路径无关，只与初、末位置有关。答案：qElcosqElcosqElcos与路径无关，只与初、末位置有关2.如图622所示，a、b为某电场线上的两点，那么以下结论正确的是 () A把正电荷从a移到b，静电力做正功，电荷的电势能增大 B把负电荷从a移到b，静电力做负功，电荷的电势能增加 C把负电荷从a移到b，静电力做正功，电荷的电势能增加 D不论正电荷还是负电荷，从a到b电势能逐渐降低图622解析：若正电荷从a移到b，由于静电力方向和位移方向同向，静电力做正功，电荷的电势能减小，A错；若把负电荷从a移到
3、b，静电力做负功，电荷的电势能增加，B对；C、D错。答案：B回扣二电势与等势面3电荷在电场中某点的电势能与它的电荷量的比值叫做_；电势具有相对性，同一点的电势因_的选取不同而不同。答案：电势电势零点4在静电场中，下列说法正确的是 ()A电场强度处处为零的区域内，电势一定也处处为零B电场强度处处相同的区域内，电势一定也处处相同C电场强度的方向总是跟等势面垂直D电势降低的方向就是电场强度的方向解析：电场强度大小和电势高低没有直接关系，不能根据电场强度大小判断电势高低，也不能根据电势的高低判断电场强度的大小，故A、B错；电场强度的方向一定跟等势面垂直，C对；沿电场强度的方向电势降低，但电势降低的方向
4、不一定是电场强度的方向，D错。答案：C答案：C6下列关于匀强电场中电场强度和电势差的关系，正确的说法是()A在相同距离上的两点，电势差大的其电场强度也必定大B电场强度在数值上等于每单位距离上的电势降落C沿着电场线方向，任何相同距离上的电势降落必定相同D电势降落的方向必定是电场强度方向答案：C知识必会1电势能(1) 定义：电荷在电场中某点的电势能，等于静电力把它从该 点移到零势能位置时所做的功。(2) 静电力做功与电势能变化的关系。静电力做的功等于电势能的减少量，WABEpAEpB。(3) 电势能的相对性：电势能是相对的，通常把电荷在离场源电荷无穷远处的电势能规定为零，或把电荷在地球表面的电势能
5、规定为零。2电势高低的四种判断方法判断角度判断方法依据电场线方向沿电场线方向电势逐渐降低依据电场力做功根据UABq(WAB)，将WAB、q的正负号代入，由UAB的正负判断A、B的高低依据场源电荷的正负取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低依据电势能的高低正电荷在电势较高处电势能大，负电荷在电势较低处电势能大3电势能高低的四种判断方法判断角度判断方法做功判断法电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加电荷电势法正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地方电势能大公式法由Epqp，将q、p的大小、正负号一起代入公式，Ep
6、的正值越大，电势能越大；Ep的负值越小，电势能越大能量守恒法在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和电势能相互转化，动能增加，电势能减小，反之，电势能增加名师点睛(1) 电势、电势能的正、负表示大小，正的电势、电势能比负的电势、电势能高，而电势差的正负表示两点电势的相对高低。(2) 电场线或等差等势面越密的地方电场强度越大，但电势不一定越高。 典例必研例1(2012烟台模拟)某电场的电场线分布如图623所示，以下说法正确的是()A.c点电场强度大于b点电场强度Ba点电势高于b点电势C若将一试探电荷q由a点释放，它将沿电场线运动至b点 D若在d点再固定一点电荷Q，将一试探电荷q由a移至b的过程
7、中，电势能增大图623思路点拨电势的高低可根据电场线的方向判断；电场的强弱可根据电场线的疏密判断；电势能的大小可以根据电势的高低来判断。解析根据电场线的疏密表示电场强度的大小，故c点电场强度小于b点电场强度，故A错；根据沿电场线方向电势降低(最快)，故a点电势高于b点电势，故B对；若将一试探电荷q由a点释放，因受力方向沿电场方向(电场线切线方向)，它不能沿电场线运动到b点，故C错；若在d点再固定一个点电荷Q，叠加后电势仍然a高于b，将一试探电荷q由a移至b的过程中，因电势降低，所以电势能减小，故D错。答案B 冲关必试1. 如图624所示，某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上的两点。下列说
8、法正确的是()AM点电势一定等于N点电势BM点电场强度一定大于N点电场强度C正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D将电子从M点移动到N点，电场力做正功图624解析：沿电场线方向电势逐渐降低，M点电势一定高于N点电势，A错；因电场线越密的区域电场强度越大，由图可知N点电场强度大于M点电场强度，B错；将正电荷由M点移到N点时电场力做正功，电势能减小，故正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能，C对；将电子从M点移到N点的过程中，受到的电场力与移动方向相反，电场力做负功，D错。答案：C2. 如图625所示，真空中有两个等量异种点电荷A、B，M、N、O是AB连线的垂线上的点，且AOOB。一带负电的试探
9、电荷仅受电场力作用，运动轨迹如图中实线所示，设M、N两点的电场强度大小分别为EM、EN，电势分别为M、N。下列判断中正确的是AB点电荷一定带负电BEMENCMND此试探电荷在M处的电势能小于N处的电势能图625解析：由轨迹可见，电场力偏右，说明B一定带正电，A错；题中所述等量异种电荷，对M、N两点电势和电场强度就较容易判断，M点电势低，电场强度小，但负电荷在M点电势能大，所以B正确，C、D错误。答案：B知识必会1电场力做功的计算方法(1)WABqUAB(普遍适用)(2)WqElcos(适用于匀强电场)(3)WABEpEpAEpB(从能量角度求解)(4)W电W非电Ek(由动能定理求解)2带电粒子
10、在电场中做曲线运动时正负功的判断(1) 粒子速度方向一定沿轨迹的切线方向，粒子合力方向一定沿电场线指向轨迹弯曲的凹侧。(2) 电场力与速度方向间夹角小于90，电场力做正功；夹角大于90，电场力做负功。3功能关系(1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变；(2) 若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变；(3)除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变；(4)所有外力对物体所做的功，等于物体动能的变化。名师点睛求解电场力做功时应注意以下两点：(1)利用电场线的特点、等势面的特点来分析粒子做功情况。(2) 应用公式WABqUAB计算功时，WAB、q、UAB都带正、负
11、号计算。典例必研例2(2011上海高考)如图626，在竖直向下，电场强度为E的匀强电场中，长为l的绝缘细杆可绕固定轴O在竖直面内无摩擦转动，两个小球A、B固定于杆的两端，A、B的质量分别为m1和m2(m1m2)，A带负电，电量为q1，B带正电，电量为q2。杆从静止开始由水平位置转到竖直位置，在此过程中电场力做功为_，在竖直位置处两球的总动能为_。图626思路点拨(1)电场力对A、B两球均做正功。(2)求解总动能应用动能定理求解。 冲关必试3两个带电小球，电荷量分别为q和q，固定在一长度为L的绝缘杆两端，置于电场强度为E的匀强电场中，杆与电场强度方向平行，其位置如图627所示，若此杆绕过O点垂直
12、于杆的轴转过180，则在此过程中电场力做功为 ()A0BqELC2qEL DqEL图627解析：杆转动时电场力对两个小球均做正功，所以W总W1W2，由电场力做功与路径无关得：W1qUqEL，W2qUqEL，所以W总2qEL。答案：C4. (2012巢湖模拟)长为L的细线，上端固定，下端拴一质量为m、带电荷量为q的小球，处于如图628所示的水平向右的匀强电场中，开始时，将线与小球拉成水平，然后释放，小球由静止开始向下摆动，当细线转过60角时，小球到达B点速度恰好为零。试求：(1)AB两点的电势差UAB；(2)匀强电场的电场强度大小；(3)小球到达B点时，细线对小球的拉力大小。图628知识必会1等
13、势面(1)定义：电场中电势相等的各点构成的面。(2) 性质：等势面上任意两点间的电势差为零。电场线和等势面垂直，所以沿等势面移动电荷时，电场力和等势面垂直，不做功。等差等势面的疏密表示电场的强弱。任意两个等势面都不能相交。电场线和等势面都是人们虚拟出来的形象描述电场的一种 工具。2几种典型电场的等势面电场等势面(实线)图样重要描述匀强电场垂直于电场线的一簇平面点电荷的电场以点电荷为球心的一簇球面等量异种点电荷的电场连线的中垂面上的电势为零等量同种正点电荷的电场连线上，中点电势最低；而在中垂线上，中点电势最高 典例必研例3(2011江苏高考改编)一粒子从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图629所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力。下列说法正确的有 ()A粒子带正电荷B粒子的加速度先不变，后变小C粒子的速度不断增大D粒子的电势能先减小，后增大图629审题指导解答本题应注意以下几点：(1)合外力指向曲线的凹侧；(2)等势面的疏密表示电场强度的大小；(3)电势沿电场线的方向降低。解析由电场线与等势面垂直，可知右侧电场线向外呈辐射状，而粒子向下偏，合外力指向内侧，说明粒子带负电，故A错；等势面的疏密表示电场强度的大小，故知电场力先不变后变小，故B对；粒子在图示范围一直做减速运动，速度减小，故C错；粒子所受的电场力一直做负功，电势能增加，故D错。
